陳堅(jiān)，陳自謙，李威，付麗媛，鐘群，肖慧，許尚文

聯(lián)勤保障部隊(duì)第九〇〇醫(yī)院（原南京軍區(qū)福州總醫(yī)院） 醫(yī)學(xué)影像中心，福建 福州 350025

引言

近年來隨著探測(cè)器、高壓發(fā)生器、球管等主要零部件技術(shù)進(jìn)步及計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，CT從寬體探測(cè)器、低劑量成像，能譜成像階段，實(shí)現(xiàn)了從組織結(jié)構(gòu)成像到功能成像的飛躍，并開展了分子成像的探索，較以前提供了更多的診斷圖像及病灶信息。技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)需要確保我們所獲得的圖像是準(zhǔn)確真實(shí)的，參數(shù)是準(zhǔn)確的，這就離不開定期的質(zhì)量控制檢測(cè)[1-3]。CT質(zhì)量控制檢測(cè)為我們檢測(cè)CT性能漂移提供了一種方法和途徑，在患者檢查全流程以及設(shè)備全生命周期的質(zhì)量控制質(zhì)量管理中越來越受到重視。目前國內(nèi)通常使用長桿電離室及劑量體模檢測(cè)CT加權(quán)劑量指數(shù)及射線的重復(fù)性，用美國模體實(shí)驗(yàn)室Catphan 500/600模體對(duì)CT的層厚、CT值、定位光精度、噪聲、空間分辨率、密度分辨率和均勻性等性能參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)[4]。本文以我院新裝一臺(tái)飛利浦Brilliance iCT Elite安裝調(diào)試完成后的質(zhì)量控制檢測(cè)為例，探索檢測(cè)方法，記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)，為設(shè)備建立質(zhì)控參考基準(zhǔn)。

1 資料與方法

1.1 環(huán)境條件

機(jī)房溫度20℃～22℃，相對(duì)濕度40%～60%，電源電壓（380±3）V。

1.2 檢測(cè)設(shè)備

Barracuda多功能X射線參數(shù)測(cè)試儀，76-414 CT直徑160 mm體劑量頭模，DCT 10 CT長桿電離室，美國模體實(shí)驗(yàn)室 Catphan 500性能模體、卷尺、CT自帶水模。

1.3 掃描條件

一般要求CTDI：70 mGy以下；管電壓：120 kV；管電流：250 mAs；掃描方式斷層掃描，旋轉(zhuǎn)時(shí)間：1 s；FOV：250 mm；重建算法：Standard；準(zhǔn)直：16×0.625；重建矩陣：512×512；層厚10 mm/5 mm，高對(duì)比度分辨率時(shí)使用Bone算法；重建矩陣：512×512或1024×1024。

1.4 掃描前準(zhǔn)備

檢查掃描架掃描野及床頭托內(nèi)無雜物及造影劑殘留，掃描前如機(jī)器較長時(shí)間停機(jī)應(yīng)先行球管預(yù)熱，必要時(shí)行空氣校正，確保機(jī)器與正常檢查時(shí)狀態(tài)一致且圖像無偽影。

1.5 劑量體模CTDI檢測(cè)

1.5.1 模體擺位

將劑量體模放置于掃描頭托上，調(diào)整模體使得檢測(cè)位分別位于0°、90°、180°、270°位置，并用模體自帶的同材質(zhì)圓柱填充，用設(shè)備激光燈定位左右及前后的中心，使得模體處于掃描野中心，前進(jìn)檢查床使模體中心置于掃描野Z軸中心，并將該床位設(shè)置為相對(duì)0位。

1.5.2 模體掃描

首先將長桿電離室放置與模體中心位置掃描，用機(jī)器自帶的柵格確認(rèn)模體處于掃描野中心（圖1），根據(jù)準(zhǔn)直器寬度及掃描層厚調(diào)整劑量儀相應(yīng)設(shè)置，調(diào)整電離室位置分別掃描并記錄模體中心、0°、90°、180°、270°位置CT劑量指數(shù)（Computed Tomographic Dose Index，CTDI）值（圖2），并重復(fù)采集6次長桿電離室位于模體中心位置時(shí)CTDI值，檢測(cè)其重復(fù)性。

圖1 用機(jī)器自帶的柵格確認(rèn)模體處于掃描野中心

圖2 0°、90°、180°、270°位置CTDI值

1.5.3 CT加權(quán)劑量指數(shù)的計(jì)算方法

CTDIw=1/3CTDIc+2/3（CTDI0°+ CTDI90°+ CTDI180°+CTDI270°）/4， 其 中 CTDIc為 模 體 中 心 測(cè) 量 的 CTDI100，CTDI 0°等分別為模體外圍不同角度各點(diǎn)測(cè)量的CTDI100的值。將CTDIw與機(jī)器提供的參考值對(duì)比，偏差應(yīng)不超過基準(zhǔn)值的±5%。

1.6 Catphan500性能體模檢測(cè)

1.6.1 模體擺位

將檢查床頭托及床墊去除，將Catphan性能體模盒子置于檢查床面，外緣與床板平齊，體模懸空于床板外（圖3），調(diào)整模體位置及支持螺釘長短，并使用模體自帶的水平尺測(cè)量，使得體模在X、Z軸方向水平，使得定位燈同時(shí)通過體模上方四個(gè)定位點(diǎn)，調(diào)節(jié)檢查床高度使得定位燈同時(shí)照射到模體左右點(diǎn)位點(diǎn)，前進(jìn)體模使模體前方第一個(gè)定位點(diǎn)（CTP401）位于內(nèi)定位燈中點(diǎn)，并將該位置設(shè)置為檢查床前后相對(duì)0位（圖4）。1.6.2 模體掃描

圖3 Catphan性能體模擺位圖注：盒子置于檢查床面，外緣與床板平齊。

圖4 體模的定位示意圖

分別掃描90°、180°定位像及0 mm的層面確定模體處于掃描野的中心（圖5），觀察0 mm CTP401模體層面23°金屬斜線是否完全對(duì)稱，如呈順時(shí)針偏轉(zhuǎn)則進(jìn)床位，逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)則后退床位，直至金屬斜線呈完全對(duì)稱（圖6）。以金屬斜線呈完全對(duì)稱位置為參照，分別掃描前進(jìn)30 mm（CTP528），70 mm（CTP515），110 mm（CTP486）位置層面的圖像，另用高分辨率算法加掃30 mm（CTP528）層面一次（圖7）。

圖5 CTP500 180°定位像和90°定位像

圖6 CTP401層面模體位置及定位準(zhǔn)確

圖7 掃描層面定位示意圖及掃描得到的斷層圖像

1.6.3 測(cè)量計(jì)算方法

1.6.3.1 CTP401層面

（1）定位光精度測(cè)量，即為定位光與實(shí)際掃描圖像的位置偏差，掃描時(shí)調(diào)整的0 mm層面的距離即為定位光精度。

（2）層厚偏差測(cè)量，調(diào)整圖像窗寬到最小，分觀察四條金屬斜線消失的窗位取其平均值為臨界窗位，測(cè)量斜線附件區(qū)域CT值設(shè)為背景窗位，L測(cè)量=（L臨界+L背景）/2，將窗寬到最小，窗位調(diào)到測(cè)量窗位，分別測(cè)量四條斜線長度，平均長度即為FWHM半高寬，實(shí)測(cè)層厚Z=0.42×FWHM。

（3）CT值線性測(cè)量分別測(cè)量空氣、聚丙乙烯、尼龍、聚四氟乙烯四種材質(zhì)CT值。方法一：將測(cè)得CT值與表1中對(duì)應(yīng)材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)CT值進(jìn)行比較，其差值計(jì)為線性；方法二：測(cè)得CT值的總體方差和衰減系數(shù)/CT值協(xié)方差，按以下公式進(jìn)行比較，Varp（CTvalue）/Cov(μ，CTvalue），測(cè)得比值。

表1 CTP401模塊4種CT值及其μ值

1.6.3.2 CTP528層面

高對(duì)比度分辨率測(cè)量，分別調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)算法和高分辨率算法圖像到最小窗寬，適當(dāng)放大圖像，調(diào)整窗位至能夠分辨周期性細(xì)節(jié)的最大線對(duì)，記錄相應(yīng)層厚、算法及線對(duì)數(shù)。

1.6.3.3 CTP515層面

低對(duì)比度分辨率測(cè)量，選取測(cè)量的目標(biāo)物質(zhì)，測(cè)量其CT值及標(biāo)準(zhǔn)差，在其邊上選取同樣大小區(qū)域測(cè)量CT值及標(biāo)準(zhǔn)差，調(diào)整窗寬窗位至計(jì)算值：窗寬=CT目標(biāo)-CT背景+5SDmax，窗位=（CT目標(biāo)+CT背景）/2其中SDmax為目標(biāo)和背景CT值中的最大SD，確定能分辨的最小圓柱直徑，以能看到圓面積的80%為有效，記錄密度差及直徑大小。

1.6.3.4 CTP486層面

均勻性、噪聲測(cè)量：分別選取中心及四周共五個(gè)點(diǎn)，ROI為200～300 mm2，測(cè)量CT值及SD，中心測(cè)量點(diǎn)與四周最大的CT值差為均勻性HU，噪聲=SD/1000×100%。

1.7 移床精度及水的CT值測(cè)量

移床精度測(cè)量：將檢查床做好標(biāo)記（如使用定位燈等）前進(jìn)300～500 mm，用卷尺測(cè)量偏差，再回到原始位置，測(cè)量來回誤差。

水的CT值測(cè)量：使用機(jī)器自帶水模，標(biāo)準(zhǔn)QA條件，測(cè)量CT值并記錄。

2 結(jié)果

由于國內(nèi)CT檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)并不統(tǒng)一，受檢設(shè)備為新安裝的設(shè)備，所以主要參考《X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描裝置應(yīng)用檢測(cè)與評(píng)審標(biāo)準(zhǔn)》及Catphan500操作說明，檢測(cè)方法如上文所述，選擇120 kV、250 mAs、旋轉(zhuǎn)/曝光時(shí)間1 s、10 mm層厚，該設(shè)備給出的CTDIw參考值為46.1 mGy，CT值線性的測(cè)量及計(jì)算使用上文中方法二，分別測(cè)得空氣CT值-988.5 HU、低密度聚乙烯CT值-89.8 HU、丙烯酸CT值125 HU、聚四氟乙烯CT值933.1 HU，代入公式計(jì)算，高對(duì)比分辨力標(biāo)準(zhǔn)算法選用Standard重建算法，高分辨率算法選用Bone重建算法，檢測(cè)過程中高對(duì)比度分辨率一項(xiàng)高分辨率算法時(shí)在10 mm層厚、512×512重建矩陣條件下僅識(shí)別到9 Lp/cm，不符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整為5 mm層厚、1024×1024重建矩陣時(shí)符合標(biāo)準(zhǔn)。具體檢測(cè)結(jié)果，見表2。

3 討論

隨著國內(nèi)醫(yī)療水平的不斷提高，近幾年大型醫(yī)學(xué)影像設(shè)備從數(shù)量到質(zhì)量都有了大幅提升，同時(shí)這些大型醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的質(zhì)量控制、質(zhì)量管理越來越受到醫(yī)院的重視，許多醫(yī)院都已配備了計(jì)量檢測(cè)儀器、性能體模，并開展質(zhì)量控制檢測(cè)，其中CT質(zhì)量控制檢測(cè)是開展最早，目前相對(duì)成熟的，但仍存在檢測(cè)規(guī)范及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、檢測(cè)參數(shù)指標(biāo)落后于CT技術(shù)發(fā)展等問題。國外早于19世紀(jì)90年代就已開展CT質(zhì)控檢測(cè)，目前主要有美國放射學(xué)院ACR標(biāo)準(zhǔn)，美國醫(yī)學(xué)物理師協(xié)會(huì)AAPM標(biāo)準(zhǔn)，以及美國電氣制造業(yè)協(xié)會(huì)NEMA標(biāo)準(zhǔn)等，并生產(chǎn)了相應(yīng)的AAPM，Catphan等標(biāo)準(zhǔn)體模；國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)主要有國家標(biāo)準(zhǔn)GB17589-2011《X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置質(zhì)量保證檢測(cè)規(guī)范》及本文檢測(cè)所使用的軍隊(duì)標(biāo)準(zhǔn)等，部分省份還制定了相應(yīng)的檢測(cè)規(guī)范，楊冬等[3]還制作了基于水本底材料的CT性能測(cè)試體模。

表2 Brilliance iCT Elite質(zhì)量控制檢測(cè)結(jié)果

我院也較早地開展了CT質(zhì)量控制檢測(cè)，在軍隊(duì)大型醫(yī)療設(shè)備檢測(cè)中心指導(dǎo)下，2013年起開展每三個(gè)月一次的定期質(zhì)量控制檢測(cè)，并將數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)程質(zhì)控中心。在檢測(cè)過程中需注意以下幾個(gè)問題。

（1）劑量模體和性能模體擺位要盡量精確，模體擺放時(shí)應(yīng)仔細(xì)觀察水平尺刻度是否完全對(duì)齊，另外由于頭部劑量模體需要放置在CT自帶的頭托上，部分新型號(hào)CT考慮到人體工學(xué)托架平面不是水平的，導(dǎo)致劑量體模定位困難且難以固定，此時(shí)需要更換托架或使用機(jī)器自帶的材料輔助固定，避免檢測(cè)過程中模體移動(dòng)；部分機(jī)器維修后定位燈位置會(huì)產(chǎn)生偏差導(dǎo)致定位不準(zhǔn)，設(shè)備維修后請(qǐng)廠家調(diào)整確定定位燈偏差，必要時(shí)可使用文中方法掃描定位相確定位置。

（2）檢測(cè)前務(wù)必檢測(cè)模體、頭托及機(jī)架內(nèi)圈保護(hù)罩是否有等異物殘留，碘對(duì)比劑為高衰減系數(shù)物質(zhì)，會(huì)造成CT值增高影響線性及低密度分辨率檢測(cè)結(jié)果，如有發(fā)現(xiàn)應(yīng)清除后在行檢測(cè)。

（3）在劑量檢測(cè)時(shí)，由于物理探測(cè)器大小及準(zhǔn)直器寬度限制，部分設(shè)備層厚無法設(shè)置成劑量儀標(biāo)準(zhǔn)的厚度，可選擇最接近的層厚測(cè)值后按比例換算；部分設(shè)備準(zhǔn)直器寬度大于可選擇的最大層厚，一次掃描會(huì)生成兩幅圖像，此時(shí)可選定其中一層進(jìn)行掃描及測(cè)算。

（4）部分國產(chǎn)CT在Catphan性能體模檢測(cè)時(shí)，掃描4個(gè)不同層面時(shí)需要選用特定的掃描算法及掃描協(xié)議，如使用常規(guī)算法CT值線性及低對(duì)比度分辨率結(jié)果不符合檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求，建議廠家改進(jìn)。

CT質(zhì)控檢測(cè)是CT質(zhì)量控制和質(zhì)量管理的重要環(huán)節(jié)，隨著質(zhì)控理念和質(zhì)控要求的不斷提高[5-9]，我們從以前的由計(jì)量檢測(cè)部分每兩年來院進(jìn)行一次狀態(tài)檢測(cè)，到現(xiàn)在設(shè)備安裝、驗(yàn)收以及更換主要配件時(shí)均例行檢測(cè)，每三個(gè)月進(jìn)行一次定期檢測(cè)，使得工程師和管理者能及時(shí)掌握設(shè)備的狀態(tài)、性能偏移并做出整改，減少了設(shè)備停機(jī)時(shí)間保障了檢查圖像質(zhì)量。廠家提供了日常的檢測(cè)程序配備相應(yīng)的模體，相對(duì)文中進(jìn)行的質(zhì)控檢測(cè)模體定位簡單，用時(shí)較短，自動(dòng)化程度高，可直接生成檢測(cè)報(bào)告，值得參考借鑒，可行日常檢測(cè)及定期維護(hù)保養(yǎng)后的性能測(cè)試[10-15]。由于醫(yī)院有多臺(tái)設(shè)備且使用率高，質(zhì)控檢測(cè)多安排在晚上或周末進(jìn)行，檢測(cè)流程急需優(yōu)化，目前已有專門軟件用于檢測(cè)圖像數(shù)據(jù)測(cè)算，檢測(cè)時(shí)只需初步估算，大大縮短了檢測(cè)時(shí)間。

總之，MSCT設(shè)備的良好運(yùn)行及參數(shù)準(zhǔn)確離不開定期的質(zhì)量控制檢測(cè)，通過CT質(zhì)量控制檢測(cè)及日常質(zhì)量控制和質(zhì)量管理可及時(shí)掌握設(shè)備的狀態(tài)，確保參數(shù)可靠準(zhǔn)確，從而保障醫(yī)療質(zhì)量，規(guī)避醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)[16-17]。